論述了渦街流量計用于蒸汽計量時選型、安裝應注意的問題。對采用溫度、壓力補償的方法進行了討論。對溫度、管徑變化引起儀表常數變化所造成的測量誤差進行了分析，指出了修正方法，并就有關蒸汽實際測量中的一些具體問題提出了討論。

渦街流量計具有安裝方便，測量范圍寬，精度高，重復性好，維修簡便等特點，廣泛應用于蒸汽計量?；跍u街流量計的測量原理和蒸汽的特有性質，要實現準確計量，特別是對于貿易結算的表計，實際使用中還需注意以下問題。

1.流量計合理選型和安裝是蒸汽準確計量的前提

1.1 流量計選型

原則是以流量選口徑，但要滿足以下兩個條件。

1.1.1 管道雷諾數的要求

渦街流量計是通過檢測流體經過旋渦發(fā)生體處產生的旋渦數（即旋渦頻率）而求得一段時間間隔內流過的流體總量，如下式所示。

式中 f ——旋渦頻率，Hz

St ——斯特羅哈常數

V ——管道中流體的速度，m/s d ——發(fā)生體柱寬，mm

D ——管道內徑，mm

當雷諾數 Re 在 2Χ104~7Χ106 之間時，式中斯特羅哈爾數 St 基本為一常數，流量計獲得的頻率與流體的流速成正比關系，這是儀表的正常工作范圍，超出這一范圍，流量計的測量精度就會降低。當 Re

＜5 000 時為測量死區(qū)。

1.1.2 蒸汽在管道流速的要求

由于渦街流量計是通過測量旋渦的釋放頻率達到測量流量目的的，所以流體的流速應有限制，不同的口徑有不同的流速要求。一般型渦街流量計測量的技術指標是，管道通徑為 DN15～300mm 時，測量

蒸汽的***大流速為 80 m/s（選型時常按***大流速的 0.8 選?。Ａ魉龠^大易產生嘯叫，并容易使渦街的傳感器損壞。流速的下限要求是，保證測量的精度，當管道通徑為 DN15~100 mm 時，***小流速一般取

3 m/s 或雷諾數為 20 000 時的流速的較大值；當管道通徑為 DN150~300 mm 時，一般取 3 m/s 或雷諾數為 40 000 時的流速的較大值。

1.2 流量計安裝

原則是保證直管段，避開振動源及電磁干擾。直管段具有整流的作用，保持一定的直管段就是保持蒸汽的在管道的流動狀態(tài)。

1.2.1 測壓口位置的安裝選擇

在貿易結算時一般按蒸汽的質量進行結算，要將蒸汽的體積流量換算成質量流量，必不可少的是測量出旋渦發(fā)生體處蒸汽靜壓力，此處靜壓力由于流速較高，比渦街流量計上游管道內蒸汽壓力低一些。

若在此處準確地測量靜壓力，由于多種原因有一定困難。但在流量計下游一定距離的管道上，測量到能與發(fā)生體后面?zhèn)鞲衅魈幍撵o壓相等或接近的靜壓，是一個可行的方法，也符合 GB/T 2624—1993 標準中4.4.1 條規(guī)定“流體的靜壓應在上游或下游取壓口平面處測得”。一般合適的距離為從流量計下游法蘭算起 2~7 倍管道內徑。

1.2.2測溫口位置的安裝選擇

GB/T2624—1993 標準中規(guī)定“流體溫度***好在節(jié)流件下游測得”，“如溫度計插孔或套管位于下游，它與節(jié)流件之間的距離等于或大于 5D”。測溫口一般位于測壓口下游的 1~2 倍管道內徑處。

2.溫度、壓力自動補償是蒸汽準確計量的保證

貿易結算中，蒸汽是按質量流量 Qm 計量的。對于渦街流量計來說，實際測得是體積流量 Qv ，再經過計算而得到質量流量，即：

Qmi= Qvi ρi

式中 Qmi ——單位時間的蒸汽質量流量，kg

Qvi ——單位時間的蒸汽體積流量，m3

ρi ——單位時間的蒸汽密度，kg/m3，與蒸汽的溫度、壓力有關其累計總量為：

2.1 飽和蒸汽的溫度、壓力補償

飽和蒸汽采用溫度補償或壓力補償，在本質上是一樣的。其原因在于飽和狀態(tài)的蒸汽，其壓力和溫度之間呈單值函數關系，從蒸汽溫度查出的密度同與此溫度對應的壓力查出的密度是一致的，即

ρ =f ( p) 或 ρ = f (t ) 。因此，采用溫度補償和壓力補償在原理上都是可行的。

飽和蒸汽采用溫度補償和壓力補償的比較

顯然，壓力補償得到的補償度比溫度補償高。由于上述原因，使得在測量飽和蒸汽質量流量時，僅僅測量壓力，并據此查蒸汽密度表，進而計算質量流量，在實踐中應用的較多。

2.1.2 飽和蒸汽的濕度問題

飽和蒸汽易凝結，在傳輸過程中如有熱量損失，蒸汽中便有液滴或液霧形成。另外鍋爐在正常工作中，鍋爐汽包中的水處于沸騰狀態(tài)，汽液之間不容易徹底分離。蒸汽中含有液相水珠的飽和蒸汽稱為濕飽和蒸汽。表征濕飽和蒸汽的主要參數有壓力(p)、溫度(t)、密度(ρ)、比焓(h)、干度(x)或濕度(y)，且有

如下關系：

式中 m1 ——濕蒸汽中汽的質量

m2 ——濕蒸汽中水珠的質量

m ——濕蒸汽中汽液的總質量

準確計量飽和蒸汽質量流量比較困難，因為飽和蒸汽的干度難以保證，蒸汽干度的波動也會引起流量計示值產生附加誤差。必要時還應采取補償措施，選用帶有濕度補償的流量積算儀，以實現準確的計量。

2.2 過熱蒸汽的補償

過熱蒸汽是單相流體（x=100%）。過熱蒸汽的溫度和壓力是兩個互不相關的獨立變量，過熱蒸汽的密度由這兩個參數決定，即 ρ = f(t , p) ，因此必須采用溫度、壓力的自動補償。

例如某公司一用戶流經流量計蒸汽參數為：壓力 0.55 MPa、溫度 165 ℃，為過熱蒸汽，查表此時對應蒸汽的密度為 2.842 kg/m3。而在 0.55 MPa 壓力下對應飽和蒸汽的密度查表為 2.918 kg/m3，在 165 ℃

溫度下對應飽和蒸汽的密度查表為 3.671 kg/m3。

若按飽和蒸汽壓力補償，測量誤差為 δmp =（2.918－2.842）／2.842=2.67%

若按飽和蒸汽溫度補償，測量誤差為 δmt =（3.671－2.842）／2.842=29.17%

可以看出，如果渦街流量計不采用溫度、壓力自動補償，又不能實時地檢測蒸汽的密度，設定為飽和蒸汽補償或只按密度不變的原則將密度定為常數，而在實際情況下，密度變化很大，致使蒸汽質量流量計量不準，一般誤差高達 10%~30%。

3.提高蒸汽計量精度不可忽視的幾個問題

3.1 溫度變化的影響

渦街流量計及其旋渦發(fā)生體一般都為金屬材料制作。金屬固體在高溫下具有熱膨脹的特性。當溫度變化較大時，發(fā)生體的柱體寬度和流量計的本體通徑將隨之變化，這將引起測量誤差。K 系數可用下式進行修正。

Kt = [1? 4.81×10?5 (t ? t0 )]Km

式中 Kt ——流體溫度為 t 時的流量系數，P/L

Km ——流體溫度為 t0 時的平均流量系數，P/L t ——工作溫度，℃ t0 ——校準溫度，常取 15 ℃

3.2 管道內徑引入的誤差

與渦街流量計連接的管道，其內徑與渦街流量計管內徑完全一致的情況并不很多。當管道內徑等于或略大于渦街流量計測量管內徑時，流量示值穩(wěn)定，流量系數正常。但當管道內徑小于測量管內徑時，流量示值出現強烈的噪聲，這是因為流體流過截面積突變的管段時產生的二次流所致。在管徑大于測量管內徑時，也有二次流產生，只因二次流存在的部位在測量管之外，對儀表示值影響不明顯。

當管道內徑小于測量管內徑（3%以內）時雖然不會對儀表本身所固有的流量系數產生影響，但因截面積突變引起表觀流速變化而可能產生附加測量誤差。這時可通過修正流量系數時可通過修正流量系

數 K 來補償，其修正后流量系數 K′ 為：

D1 ——流量計測量管實際內徑

D2 —管道實際內徑

3.3 對流量積算儀的要求

3.3.1流量積算儀時鐘對流量累積的影響n

從公式 Qm = ∑Qmi ti = ∫0t Qmidt= ∫0t Qvi ρidt 可以看出，流量積算儀的時鐘對累積流量有較大的影響，在貿易結算中要進行必要的修正。

3.3.2 作為貿易結算的流量積算儀應具備的功能

為減少蒸汽計量貿易糾紛，流量積算儀可增加以下功能：斷電記憶功能，以此檢查流量計斷、送電時間；

② 用汽判斷功能，由于渦街流量計易受振動的影響，可以根據溫度、壓力參數值可以判斷管道內是否有蒸③汽流動和閥門是否內漏，消除用戶在不用蒸汽時振動的影響。

小流量補足記錄功能，當瞬時流量小于渦街流量計可測流量時，實現用戶協(xié)議保底量的自動累積。

超流量加倍記錄功能，當瞬時流量超過協(xié)議***大用汽量時，根據規(guī)定實現加倍計量的自動累積。